《辅机8阀门部件连接及密封》由会员分享，可在线阅读，更多相关《辅机8阀门部件连接及密封（23页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2018/1/4,1,第八章 阀门的部件、连接及密封,普通阀门分阀体与阀盖、关闭件、阀杆及其他三部分组成。,8.1 阀体与阀盖,阀体与阀盖是阀门的大件，它要承受介质的压力，适应一定的温度范围，具有一定的耐腐蚀性能，因而它决定着阀门的重量和经济性，在选择材料时往往重点考虑。 普通阀门的阀体、阀盖，多用金属材料铸造或锻造而成。一般来说，铸件可以形状复杂而结构合理，锻件形状较简单,但强度高. 常用的金属材料有灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、铜合金、碳钢、Cr5Mo钢、1Cr18Ni9Ti钢、Cr18Ni12Mo2Ti钢、12Cr1MoV钢等,8.2 关闭件,关闭件，也叫密封件，狭义地说，是指跟随阀杆动作
2、的阀瓣、闸板之类；广义地说，包括阀体上的阀座。这里所说的是后者。 关闭件是直接影响阀门可靠性的重要部件,体积很小,在结构和材料选择上,对于经济性的考虑较少，而力求关闭密合严实，使用长久。,2018/1/4,2,8.2.1 关闭件的密合形式,1）平面密合，如图8-1所示。,这种密合形式，制作容易，但阀杆所受轴向力大，不容易关严。,2）锥面密合，如图8-2、8-3所示。,这种密合形式，密合性强，关闭牢靠，在高压和小口径阀门中广泛使用；但关闭瞬间接触面磨损较大。针形阀属于这一类型。,3）球面密合，如图8-4、8-5所示。,这种密合有的是线接触，有的是面接触（例如球阀），密合效果都不差，但是制作修理较
3、复杂。,图8-1 平面密合,图8-2锥面密合(一),图8-3锥面密合(二),图8-4球面密合(一),图8-5球面密合(二),图8-6 刀形密合,4）刀形密合，如图8-6所示。,这种密合形式，接近于线接触，关闭省劲，可用于真空阀及其他类似阀门，制造容易，但经不住高压，损坏较快。,将密合形式与常用阀门相对照可知，闸阀是平面密封，关闭件的运动是平移；碟阀和旋启式止回阀也是平面密封，但关闭件是旋转的；旋塞件是锥面密封，但锥体（旋塞体）是旋转的。截止阀采用的密合形式多样。,2018/1/4,3,8.2.2 阀瓣与阀座的密封圈结构,为了密合可靠，在截止阀、闸阀等的阀瓣和阀板阀座中，往往用另外合适材料做成密
4、封圈装入，而利用钢铁材料本身做密合面的，只是用于油类等不易腐蚀、生锈的一部分阀门。,图8-7 软质材料密封圈结构,1)软质材料。用螺栓固定于阀瓣。如图8-7所示。,这种结构型式便于维修，如使用条件许可，有些其他材料的平面密合截止阀也可以采用。,图8-8 金属压入式(一),图8-9 金属压入式(二),图8-10 金属压入式(三),2)金属压入。如图8-810所示,压入材料，以不锈钢、铜合金为多。,3)螺纹拧入。如图8-11、12所示。,图8-11 螺纹拧入式(一),基体一般是钢的，密封圈也是强度较高的金属。,图8-12 螺纹拧入式(二),4)堆焊。如图8-1314所示,图8-13 堆焊结构(一)
5、,图8-14 堆焊结构(二),堆焊材料一般为不锈钢、硬质合金。其中图8-14为堆焊后压入的复合形式。,2018/1/4,4,8.2.3 密封圈材料,密封圈对于阀门工作的可靠性和使用寿命往往起关键性作用。选用密封圈,必须注意密合性能好，耐腐蚀，耐摩擦，耐冲刷，与阀门工作的温度、压力相适应，便于加工和修理。 软质材料：密合性能好，便于修理和更换，在使用条件不苛刻的地方，可优先采用。常用的软质材料，有皮革、天然橡胶、合成橡胶、尼龙、聚乙烯、聚丙烯、氟塑料等。其中聚四氟乙烯（氟塑料的一种），耐腐蚀性能优异，温度适应范围广（从-180+200），摩擦系数小，做密封圈比较理想。 但软质材料总不如硬质材料（
6、金属）坚固，所以普通工业阀门的密封圈，还是以硬质材料为多。,常用硬质材料，有铜合金、巴氏合金、不锈钢、硬质合金、渗氮钢。 铜合金：适用于水或蒸汽，耐磨性好，低压阀门(pg16kgf/cm2)用得较多，工作温度不超过250。 不锈钢：适用于高温、高压和腐蚀性的介质。例如铬不锈钢（常用牌号有2Cr13、3Cr13）,适用于450以下的水、蒸汽和石油；铬镍钛不锈钢（常用牌号有1Cr18Ni9Ti）,能耐硝酸等腐蚀性介质，耐温可达600，做密封圈使用很广。 硬质合金：如钴基合金，耐腐蚀性、耐摩擦性和耐冲刷性都好，使用寿命长，是比较理想的密封圈材料，一般采用堆焊后再加工的方法制造。 渗氮钢：铬钼铝合金钢
7、（常用牌号为38CrMoAlA）经渗氮处理后，可在540以下的蒸汽介质中耐久使用，目前电站阀门广泛采用。 硬质材料密封圈性能，主要取决于两个密封圈的加工，研磨越精细，密合性能越好。,2018/1/4,5,8.3 阀杆及其他,阀杆是上下运动和承受轴向力的重要零件，下部与关闭件相连接，上部受手轮等操纵件控制，上下联动实现阀门的启闭。,8.3.1 阀杆材料,阀杆是运动件和受力件，且常与密封填料摩擦，处于介质的浸泡之中，因此所选材料要有足够的强度和良好的韧性、抗擦伤性、耐温性和耐蚀性。加工光洁度力求高等级。 普通阀门的阀杆常用材料有：碳素钢、合金钢、不锈钢、耐热钢,8.3.2 阀杆与关闭件的连接,阀杆
8、与关闭件（阀瓣、闸板）的连接，要求是：连接可靠；转动阀杆时，阀瓣不与阀体密封面相互摩擦；阀瓣与阀体密封面之间能调整；便于维修。,图8-15下螺母连接,1）下螺母连接：如图8-15所示。,这种形式，结构简单，易做易换，多用于小口径高压截止阀，但不适用于大口径，因为对阀座密封面的对中调整性较差。,2018/1/4,6,2）T形槽连接：如图8-16所示。,图8-16T形槽连接,这种形式，常用于公称通经100毫米以下的截止阀。密合调整性强，但连接不很可靠。,图8-18对开环连接,3）上螺母连接：如图8-17所示。,这种形式，连接可靠，有一定调整性，便于修换。,图8-17上螺母连接,图8-19钢丝圈连接
9、,图8-20碾合连接,4）对开环连接：如图8-18所示。,这种形式，连接可靠，用于压力、温度较高和腐蚀性介质的截止阀。,5）钢丝圈连接：如图8-19所示.,这种形式，用于无腐蚀性介质和不重要阀门，维修很方便。,6）碾合连接：如图8-20所示.,这种形式，阀瓣用阀杆端部周圈辗牢，不致脱落。但阀瓣损坏时，不好单独更换。仅用于小口径截止阀。,以上是截止阀阀瓣与阀杆连接的几种基本形式,针形阀阀瓣与阀杆为一体。,2018/1/4,7,7）闸板螺纹连接：如图8-21所示。,这种形式，用于暗杆式闸阀。,图8-21闸板螺纹连接,8）闸板T形槽连接：如图8-22所示。,图8-22闸板T形槽连接,这种形式，用于明
10、杆单闸板阀门。,9）螺纹闸板架连接：如图8-23所示。,这种形式，在明杆双闸板阀门中广泛采用。,图8-23螺纹闸板架连接,8.3.3 阀杆与操纵件的连接,阀杆上部与手轮、手柄等操纵件的连接。,1）直接固定连接：如图8-21所示。,这种形式，阀杆随着操纵杆旋转，使用较广泛。,2）螺母活动连接：如图8-23所示。,这种形式，螺母与手轮固定，作一体旋转,阀杆并不旋转,只作升降运动。用于明杆阀门。,2018/1/4,8,3）撞击式连接：如图8-24所示。,图8-24撞击式连接,这种连接用于某些高压阀门；为了增大开启力和关闭力，在手轮与阀杆螺母的连接处，留有适当空间，可让手轮游动很大角度，在开闭阀门的瞬
11、间，猛烈旋转手轮，使它对阀杆螺母产生一个撞击力，这个力量大大超过单纯旋转手轮的力量。,图8-25滚珠螺母连接,4）滚珠螺母连接：如图8-25所示。,这种连接，是阀杆与螺母之间放置滚珠，螺母转动时，滚珠跟着前进，使阀杆升降。滚珠又有上下孔相连通，可周而复始地使用。它的优点是以滚动摩擦代替滑动摩擦，使操作力矩大大减小；缺点是结构复杂，不易加工制作 。,8.3.4 阀杆螺母材料,阀杆螺母，是指与阀杆配合并作相对运动的螺母。如上所述，它是阀杆与操纵件的中间连接件。由于经常处于摩擦和受力状态，要求螺母材料摩擦系数小，有一定强度，不生锈，不容易与阀杆咬死。 常用的阀杆螺母材料，有铜合金、塑料和钢等。,20
12、18/1/4,9,8.4 阀门的连接形式,图8-26 光滑式法兰连接,8.4.1 法兰连接,这是阀门中用得最多的连接形式。按结合面形状又可分为以下几种：,1）光滑式：如图8-26所示。,用于压力不高的阀门。加工比较方便。,2）凹凸式：如图8-27所示。,图8-27 凹凸式法兰连接,工作压力较高，可使用中硬垫圈。,3）榫槽式：如图8-28所示。,图8-28 榫槽式法兰连接,可用塑性变形较大的垫圈，在腐蚀性介质中使用较广泛，密封效果较好。,4）梯形槽式：如图8-29所示。,图8-29 梯形槽式法兰连接,用椭圆形金属环作垫圈，使用于工作压力64kgf/cm2的阀门，或高温阀门。,5）透镜式：如图8-
13、30所示。,图8-30 透镜式法兰连接,垫圈是透镜形状，用金属制作。用于工作压力100kgf/cm2的高压阀门，或高温阀门。,6）O形圈式：如图8-31所示。,这是一种较新的法兰连接形式，它是随着各种橡胶O形圈的出现而发展起来的，其密封效果比一般平垫圈可靠。,图8-31 O形圈式法兰连接,2018/1/4,10,8.4.2 螺纹连接,这是一种简便的连接方法,常用于小阀门。分两种情况:,1）直接密封：如图8-32A处。,内外螺纹直接起密封作用。为了确保连接处不漏，往往用铅油、线麻和聚四氟乙烯生料带填充；其中聚四氟乙烯生料带，使用日见广泛；这种材料耐腐蚀性能很好，密封效果极佳，使用和保存方便，拆卸
14、时，可以完整地将其取下，因为它是一层无粘性的薄膜，比铅油、线麻优越得多。,图8-32 螺纹连接,2）间接密封：如图8-32B处。,内外螺纹旋紧的力量，传递给两平面间的垫圈,让垫圈起密封作用.,8.4.3 卡套连接,图8-33 卡套连接,卡套连接，在我国近年才发展起来，它的连接和密封原理是，当旋紧螺母时，卡套受到压力，使其刃部咬入管子外壁，卡套外锥面又在压力下与接头体内锥面密合，因而能够可靠地防止泄漏。见图8-33。,图8-34 采用卡套连接的阀门,优点：1.体积小，重量轻，结构简单，拆装容易；2.连接力强，使用范围广，可耐高压(1000kgf/cm2)、高温(650)和冲击振动；3.可以选用多
15、种材料，适合防腐蚀；4.加工精度要求不高；5.便于高空安装。,图8-34是一个双头卡套的小口径球阀。,2018/1/4,11,8.4.4 卡箍连接,这是一种快速连接方法，它只需两个螺栓，适用于经常拆卸的低压阀门。如图8-35所示。,图8-35 卡箍连接,图8-36 自紧连接,图8-37 采用自紧连接的阀门,8.4.5 内自紧连接,以上各种连接形式，都是利用外力来抵消介质压力，实现密封的。而内自紧连接则是利用介质压力进行自紧的连接形式。如图8-36所示，它的密封圈装在内锥体处，跟介质相向的一面成一定角度，介质压力传给内锥体，又传递给密封圈，在一定角度的锥 面上，产生两个分力，一个与阀体中心线平行
16、向外，另一个压向阀体内壁。后面这个分力便是自紧力。介质压力愈大，自紧力也愈大。所以这种连接形式，适合于高压阀门。它比法兰连接，要节省许多材料和人力，但也需要一定的预紧力，以便在阀内压力不高时，使用可靠。,利用自紧密封原理做成的阀门一般是高压阀门。图8-37是自紧阀门的一种。,阀门连接的形式还很多，例如有的不必拆除的小阀门，跟管子焊接在一起；有的非金属阀门，采用承插式连接，等等。阀门使用者要根据具休情况具体对待。,2018/1/4,12,8.5 动密封,阀门的动密封，主要是指阀杆密封。不让阀内介质随阀杆运动而泄漏，是阀门动密封的中心课题。,图8-38 压盖式填料函,8.5.1 填料函形式,目前，阀门动密封，以填料函为主。填料函的基本形式有:,1）压盖式：如图8-38所示。,a) 活节螺栓,b) 双头螺栓,c) T形螺栓,
